Транскраниальная стимуляция мозга постоянным током. Часть 2
Бывали случаи, когда электрод вставляется в мозг, подается напряжение и после этого у человека возникают неожиданные воспоминания. Впервые такой эффект был зафиксирован Уайлдером Пенфилдом в 1950-х. Он проводил лечение пациентов, больных эпилепсией, применяя метод глубокой электростимуляции (Deep Brain Stimulation, DBS). Во время процедуры пациенты находились в сознании и описывали свои ощущения. Во время подачи тока перед их глазами возникали картины из их жизни.
Прошлое в буквальном смысле вторгалось в их настоящее, поскольку они слышали голоса, запахи, звуки. Они видели своих знакомых, родственников, знакомые места, которые могли с точностью описать. При этом они осознавали, что в действительности сейчас лежат на операционном столе в Монреале и параллельно находились в двух мирах. Воспоминания были динамичными. Все действия из прошлого происходили в естественном темпе, как будто заново переживали соматичесий опыт. Очень часто в их воспоминаниях была музыка или песня, которая в их воспоминаниях играла от фразы к фразе, от куплета до припева и они даже подпевали ей. Одну и ту же ситуацию из прошлого можно было вызвать, подавая ток. Интересно, что во время подачи тока во второй раз, нейроны реагировали легче и откликались на меньшее напряжение.
Периодические такие же результаты наблюдаются в ходе проведения подобных экспериментов. Ни для кого не являются секретом причины, из-за которых они могут быть только побочным эффектом исследования, поскольку глубокая стимуляция током нуждается в хирургическом вмешательстве и используется только для лечения.
В одном из журналов Annals of Neurology 2008 года выпуска рассказывалось об одном случае, случившимся с 50-летним мужчиной, которого лечили от ожирения методом DBS. Неожиданно воздействие током вынудило его с яркими эмоциями пережить ситуацию из его жизни, которая произошла 30 лет назад. Он очутился с друзьями в парке.
Среди людей он увидел девушку, которая в то время была его возлюбленной. Люди были одеты в стиле тех времен, все они разговаривали. Воспоминание было окрашено в естественные краски. Интересно, что при повышении напряжения с 3 до 5 вольт, его воспоминания становились более детальными и яркими. Напрашивается вывод, что множество воспоминаний из нашей жизни хранятся глубоко в нейронах, и они скрыты от нашего внимания.
Глубокая стимуляция способна оживить не только наши воспоминания, но и кое-что более важное, а именно человеческое сознание. Стоит отдать должное команде медиков и неврологов, которым удалось в рамках проведенного эксперимента успешно восстановить основные мозговые функции мужчины, который шесть с половиной лет провел в состоянии минимального сознания. В 1999 году на него напали бандиты, которые нанесли ему серьезные повреждения головы. Как следствие, он лишился способности к коммуникации и осознанному направленному поведению.
Дальнейшие томографические исследования показали, что некоторые жизненно важные участки коры головного мозга остались невредимыми, но они не функционировали. Это вызвало интерес у ученых. Они сделали предположение, что в результате травмы был отключен механизм, который активировал кору. Главную роль здесь играет таламус – элемент, через который проходит обработка и интеграция почти всех сигналов, которые в кору мозга посылает спинной, средний мозг, мозжечок и базальные ганглии. Ученые считают, что воздействие током на ядра таламуса приведет к активации целых участков коры. К сожалению, таламус находится очень глубоко в мозгу, поэтому ни один вид неинвазивной техники до него достать не может. Остается только вживить электроды с помощью хирургической операции.
Врачи долго обсуждали возможность операции, поскольку они не имели официального согласия человека на хирургическое вмешательство, но все-таки процедура состоялась. Почти сразу, в течение первых двух дней после операции и начала работы электродов, состояние пациента заметно улучшилось. Он начал долго держать глаза открытыми и отзываться на голоса, поворачивая голову. Но ученые все-таки решили сделать паузу на 50 дней, чтобы убедиться, что улучшение состояния больного не является неизвестным побочным эффектом после операции. Затем, в течение 18 недель таламус подвергали различным видам стимуляции, сочетая разные частоты и продолжительности сеансов, для того, чтобы определить наиболее эффективное воздействие.
Больной фактически ожил. Он начал давать ответы на вопросы, держал предметы в руках и двигал своими конечностями. Он начал глотать еду, хотя до этого на протяжении шести лет он питался с помощью гастрономической трубки. Его мать не могла сдерживать слезы, когда давала интервью прессе. Она восхищалась тем, что ее сын теперь может говорить и смотреть фильмы, может пить из кружки, выражать боль, смеяться и плакать. Тогда был зафиксирован первый случай того, что метод глубокой электростимуляции мозга (DBS) помог пациенту вернуться к нормальной жизни из состояния минимального сознания.
Вышеперечисленные факты подтверждают возможность стимуляции мозга разными методами, путем приближения к мозгу электрического или магнитного полей или внедряя источник тока внутрь мозга. Но стоит отметить и то, что мозг может получать ток не только при подсоединении источника к нему, но и к другой части тела, а именно к языку. Результаты экспериментов показали, что электротактильная стимуляция языка способствует улучшению координации движений, чувства равновесия и владения речью у людей, которые испытывают трудности из-за полученных травм мозга или соответствующих болезней.
Данную область исследует наш соотечественник Юрий Данилов, заведующий Лабораторией тактильной коммуникации и нейрореабилитации в Университете штата Висконсин (США). Он считает, что новая технология даст возможность разработать новые клинические приложения в неинвазивной нейромодуляции для повреждений мозга, заболевания рассеянного склероза, болезни Паркинсона, инсультов, и, к тому же, позволит расширить сенсорные системы человека.
Большинство описанных методов мозговой стимуляции все еще нуждается в определенном специализированном оборудовании и не распространяется дальше, чем медицинские центры и научные лаборатории. Отметим, что сейчас есть серьезные опасения по поводу метода tDCS. Они заключаются в том, что для воспроизведения этого метода достаточно взять пару проводов, резистор и 9-вольтную батарейку. Если обычные люди в домашних условиях начнут использовать этот метод на людях (к примеру, студент перед экзаменом), то это даст людям новые возможности, что, бесспорно, натолкнет на увеличение популярности подобных устройств. Проблема в том, что научные открытия влекут за собой не всегда положительные последствия, а задача людей заключается в умении грамотно разобраться в них.